Синтез генераторов
С помощью изложенного подхода можно осуществлять и синтез импульсных генераторов с одним реактивным элементом. Рассмотрим возможности синтеза на примере емкостного генератора.
Из сути методики следует:
формирование гистерезисной ВАХ требует включение в состав схемы триггера Шмидта. При этом сигнал на выходе триггера имеет прямоугольную форму;
напряжение на конденсаторе в процессе формирования колебаний изменятся на отрезке, ограниченного порогами переключения триггера
и
;если функции и являются линейными, то: положительным коэффициентам наклона соответствует экпоненциальное
изменение с положительной степенью,
отрицательным коэффициентам наклона
соответствует экпоненциальное
изменение с отрицательной степенью;
при нулевом наклоне
изменяется по линейному закону;для формирования иных законов изменения напряжения функции и необходимо задать в соответствии с системой формул (1) – (6).
Проиллюстрируем
данный подход для синтеза функционального
генератора, в котором конденсатор
заряжается по экспоненте с положительной
степенью, а разряжается по экспоненте
с отрицательной степенью. При этом
изменение
происходит на отрезке
.
Основу генератора составляет триггер Шмидта с пороговыми напряжениями и и передаточной характеристикой, представленной на Рис.5. Зависимость , в соответствии с требованиями к фронтам заряда и разряда, должна иметь вид (Рис.21).
Рис. 21. Зависимость для синтезируемого генератора
Линейная функция
физически воспроизводится двумя
вариантами двухполюсников (Рис.22)
Рис. 22. Физические реализации фукции
Для электроного воспроизведения рационально принять втрой вариант, т.к. он реализуется на базе конвертора отрицательного сопротивления (Рис.23).
Рис. 23. Электронная реализация фукции
Функция
воспроизводится резистором с сопротивлением
.
Объединение полученных моделий приводит
к полной схеме генератора (Рис.24).
Электронный ключ управляется выходным
сигналом триггера Шмидта по закону:
если
,
ключ находится в положении “1”; если
,
ключ находится в положении “2”.
Длительности интервалов заряда и разряда рассчитываются по формулам
Осциллограмма
напряжения
,
полученная моделированием схемы в среде
MultiSim при условии, что
С=1нФ,
,
,
,
представлена на Рис.25. Форма напряжения
подтверждает поставленную цель. Значения
временных интервалов
и разряда
,
рассчитанные по вышеприведённым
формулам, совпадают с данными моделирования
Рис. 24. Синтезированная схема генератора
Рис. 25. Результаты моделирования схемы синтезированного генератора
Итак, предложенная методика позволяет эффективно проводить анализ и синтез генераторов с одним реактивным элементом.
Литература
Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: в 2 т.: пер. с нем. – Т.1. – М.: Додэка – XXI, 2008. – 832 с.: ил. – (Серия «Схемотехника»).